JPH08499Y2

JPH08499Y2 - ６気筒ディーゼルエンジン

Info

Publication number: JPH08499Y2
Application number: JP9906389U
Authority: JP
Inventors: 和貴大石
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1989-08-28
Filing date: 1989-08-28
Publication date: 1996-01-10
Anticipated expiration: 2004-08-28
Also published as: JPH0341140U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、直列６気筒ディーゼルエンジンに関し、更
に詳細には運転中の燃焼室内の無駄容積を減少させた直
列６気筒ディーゼルエンジンに関するものである。

〔従来の技術〕

ディーゼルエンジンは、吸気した空気を圧縮しながら
ピストンが上昇して上死点に達する手前でインジェクシ
ョンノズルから噴霧された燃料が、圧縮熱によって着火
して生じる爆発エネルギーを出力として取り出すしくみ
の機関であり、供給する燃料を最大限に利用して出力と
して取り出すように各種の対策が施されていることは周
知である。

その対策の一つとして、前記空気の圧縮率を可及的に
大きくすることが求められる。そのためには、圧縮時の
無駄容積を可及的に小さくすることが要求される。この
無駄容積の生じる場所について第４図により説明する。
図において、ディーゼルエンジン１は、シリンダブロッ
ク２に設けたシリンダ４内を摺動可能にピストン６が嵌
入されている。ピストン６の頂部には、凹状の燃焼室８
が設けられている。なお第３図はピストン６が上死点に
達した状態を示している。

そしてピストン６にはトップリング10₀、及びオイル
リング10が嵌合されており、シリンダ４とピストン６と
の間の気密性は、主としてトップリング10₀によって保
つようにしている。なお図の12はシリンダヘッド、14は
インジェクションノズル、16はピストンピン、20は吸・
排気バルブである。

第４図に示すようにピストン６が上死点に達した際の
シリンダ４の内容積は、燃焼室８及びシリンダヘッド下
面21とピストン頂部22との間の空間Ａ及びピストン６、
シリンダ４及びトップリング10₀との間にできるリング
状の空間Ｂの和で与えられる。ところで燃焼室８内の圧
縮空気は、ピストン６の圧縮行程によってスワールを生
じているので、インジェクションノズル14から噴射され
る燃料とよく混合することができる。これに対して、前
記空間Ａ及びＢ内の空気は前記燃料と混合することがで
きない。したがって、圧縮後の容積を大きくして圧縮率
を減少させて燃焼状態を悪化させる無駄容積として作用
する。

ところで、空間Ｂはピストン６がシリンダ４内を容易
に摺動できるために一定の距離を与える必要があるが、
空間Ａにはこのような限界はない。したがって従来は、
各構成部品のバラツキ、運転中の各部品の熱膨脹による
変形及び機械的変形などを考慮してシリンダヘッド４の
下面とピストン頂面22とのクリアランスａを減少させる
ように設計が行われている。

〔考案が解決しようとする課題〕

部品の寸法のバラツキや、熱膨張、運転中の動的変形
などにより前記クリアランスａをゼロにすることはでき
ない。しかも、直列６気筒ディーゼルエンジンの場合
に、前記クリアランスａは、エンジンが停止していると
きの間隔より運転中の間隔が減少し、しかも気筒の位置
により前記減少量に一定の傾向があることを本考案者は
見出した。

本考案は、前記問題及び知見に着目して成されたもの
であり、直列６気筒ディーゼルエンジンの運転中に、シ
リンダヘッド下面とピストン頂面とのクリアランスが増
加することを防止して、無駄容積を減少させることので
きる直列６気筒ディーゼルエンジンを提供することを目
的としている。

〔課題を解決するための手段〕

以上の目的を達成するための本考案の６気筒ディーゼ
ルエンジンの構成は、直列に配列した６個の気筒のコン
ロッドの大端部に設ける軸受の軸心と小端部に設ける軸
受の軸心との間の軸心間距離を、中央の２気筒のコンロ
ッドの軸心間距離より、他の４気筒のコンロッドの軸心
間距離を長くしたものである。

前記６気筒のうち、両側の各２気筒の前記距離、即ち
コンロッドの大端部に設ける軸受の軸心と小端部に設け
る軸受の軸心との間の軸心間距離を、中央の２気筒の前
記距離より長くする値は、エンジン規模などにより一定
ではなく対象とするエンジンごとに決定すればよい。但
し、一般的には30〜100μｍ（0.03〜0.1mm）の範囲を目
安とすることができる。

〔実施例〕

以下添付の図面を対照して一実施例により本考案及び
その動作について具体的に説明する。

第１図は、向かって左から＃１、＃２、＃３、＃４、
＃５、＃６の番号を付した６個の気筒を直列に配した本
実施例のディーゼルエンジン（以下単にエンジンとい
う）１の要部断面図である。図において、クランクシャ
フトは、クランクジャーナル23、クランクウエブ24及び
クランクピン26から成り、ピストンピン16とクランクピ
ン26との間にコンロッド28を取付けている。そして第１
図から理解されるように、それぞれ気筒＃１と＃６、＃
２と＃５、＃３と＃４が同じ位相のグループを成し、各
グループは、互いに120°づつ位相をずらして配置され
ている。

第２図は、各気筒＃１〜６の構造を模型的に示したも
のであり、ピストン６がシリンダ４中を上昇・下降する
と、コンロッド28によってクランクウエブ24がクランク
ジャーナル23の軸心23′の周囲を回転して、クランクシ
ャフトの出力軸30（第１図）に回転力を伝達する。

第３図に示す本実施例に使用したコンロッド28は、大
端部32、小端部34及び幹部36から成っており、大端部32
にはクランクピン23を嵌挿する軸受面38を設けており、
また小端部34には鋳ピストンピンを嵌挿する軸受面42を
設けている。そして前記軸受面38の軸心40と軸受面42の
軸心44との距離（以下コンロッド長という）をＬで表し
ている。なお図の46は、キャップ48用のキャップボルト
である。また、クリアランスａは、第２図に示すように
前記説明のとおりシリンダヘッド下面21と上死点におけ
るクランク頂部23（２点鎖線）との間の距離である。

本実施例のエンジン１は、気筒ごとの排気量が1.2lク
ラスのエンジンであり、気筒＃１、＃２、＃５、＃６の
コンロッド長Ｌは、気筒＃３、＃４のコンロッド長Ｌよ
り50μｍ長く製作し、その他のクリアランスａに与える
各部材の寸法は、いずれも同じ仕様で製作した。

次に、本実施例のエンジン１の動作について従来のエ
ンジンと対比しながら説明する。第１表によって、従来
のコンロッド長Ｌが総ての気筒について同じである外
は、本実施例のエンジン１の仕様と全く同じ仕様のエン
ジン（以下対照エンジンという）について、エンジン停
止時と運転中のクリアランスａの変化を実測した結果を
示す。

エンジン停止時のクリアランスａは、常温で安定して
いる対照エンジンを、クランキングして、各気筒ごとに
ピストンが上死点に達した際のクリアランスａを測定し
たものである。また、エンジン運転中のクリアランスａ
は、前記測定点に最接近距離を記録する測定手段を用
い、運転終了後にデータを収録した。測定点は、各ピス
トンについて周方向に等間隔で６測定点とした。また前
記運転は、エンジン定格出力（最大出力）により連続運
転したものである。第１表に示す結果は、測定点ごとに
10回測定し、各気筒ごとに平均値を求めたものである。

第１表の測定結果を気筒＃３及び＃４と、その他の気
筒との２グループ分けして各測定値を平均した結果を第
２表に示す。

第１表と第２表とを対比すると、各グループ内の測定
値のバラツキは、各部材及び組付けによるバラツキの範
囲内の相違であると理解できる。そして、停止時の気筒
＃3,4のクリアランスａは、他の気筒＃1,2,5,6とほぼ等
しい値（平均で14μｍの相違）を有しているが、運転中
のクリアランスａは71μｍ短くなっている。即ち気筒＃
3,4のクリアランス減少量は、他の気筒＃1,2,5,6の減少
量より85μｍ大きい結果を得た。本測定の外に、他のデ
ィーゼルエンジンについても同様の測定を多数回行った
結果、前記結果と同様に気筒＃3,4のクリアランス減少
量が、他の気筒＃1,2,5,6の減少量より大きいという結
果を得た。

以上のように運転中に気筒＃3,4が他よりクリアラン
スａの変化が大きくなる理由は次のように考えられる。
即ち、気筒＃3,4が同じ位相で、しかも隣合って配置さ
れているために、一方の燃料の爆発による慣性力が、も
う一方の気筒に相反する方向の慣性力として働くため
に、クリアランスａの減少量が大きく作なるものと考え
られる。

そこで本実施例では、気筒＃1,2,5,6のコンロッド長
Ｌを、気筒＃3,4のクランクシャフトのコンロッド長Ｌ
より50μｍ（0.05mm）長く製作したところ、ピストン６
とシリンダヘッド12との干渉もなく、しかも運転中の各
気筒のクリアランスａをより均一、且つ小さい値にする
ことができ、エンジン１の燃焼状態を従来のものより改
善することができた。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案の６気筒ディーゼルエンジ
ンを構成したので、運転中のシリンダヘッド下面とピス
トン頂面とのクリアランスをより小さい値に揃えて、従
来のエンジン停止時のクリアランスのみに着目して調整
していた場合より燃焼状態を改善することができる効果
が得られる。

しかも、前記改善は、単に直列に配置した６気筒のう
ちの中央の２気筒のコンロッド長より、その他の４気筒
のコンロッド長を大きくするだけであり、設計及び製造
上の変更を最小限度に止めることができるので、コスト
的に有利に信頼性の高い６気筒ディーゼルエンジンを提
供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例による本考案の６気筒ディーゼルエン
ジンの断面図、第２図は本考案に定義する限定と第１図
との関係を説明する図、第３図は第１図に使用したコン
ロッドの側面図、第４図は従来のエンジンについて問題
点を説明する図である。１……６気筒ディーゼルエンジン、２……シリンダボデ
ィ、４……シリンダ、６……ピストン、12……シリンダ
ヘッド、16……ピストンピン、21……シリンダヘッド下
面、22……ピストン頂部、26……クランクピン、28……
コンロッド、ａ……クリアランス、Ｌ……コンロッド長
（大端部に設ける軸受の軸心と小端部に設ける軸受の軸
心との間の軸心間距離）。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】直列に配列した６個の気筒のコンロッドの
大端部に設ける軸受の軸心と小端部に設ける軸受の軸心
との間の軸心間距離を、中央の２気筒のコンロッドの軸
心間距離より、他の４気筒のコンロッドの軸心間距離を
長くした６気筒ディーゼルエンジン。